Extreem weer en ecologie: 2018 daagde uit om 'breder te denken'

Al voordat er records werden gebroken, had aquatisch ecoloog Dedmer van de Waal afgelopen zomer door dat er iets ongebruikelijks aan de hand was. Van de Waal doet onder andere onderzoek aan blauwalgen: microscopische oerbacteriën die we kennen van de overlast die ze 's zomers veroorzaken in meren, voor zwemmers en andere watergebruikers.

"Vooral de droogte zorgde voor onverwachte responsen. Er kwamen bijvoorbeeld blauwalgen in de Maas, omdat daar zo weinig water in stond. Dan is de waterstroom heel langzaam, en wordt het dus een soort langgerekt meer waar blauwalgen in kunnen groeien. Vanuit blauwalgperspectief was dat een interessante waarneming."

Inkijkje in de toekomst

Van de Waal besefte al gauw dat hij gestuit was op een interessante testcase. "Ik ben me meer gaan realiseren dat zo'n zomer een goede illustratie vormt van wat we kunnen verwachten." Want dit soort weer zal in de toekomst vaker gaan voorkomen, denkt hij. En die toekomst is waarschijnlijk behoorlijk complex: dat was ook een belangrijk inzicht van het afgelopen jaar.

"Vaak denken we: warme zomers betekenen meer blauwalgen, en we zagen ook dat meer zwemwateren overlast hadden. Maar niet overal! Dat kan komen doordat er bijvoorbeeld ook minder voedingsstoffen afstromen." Normaal gesproken gaan voedingsstoffen met het regenwater mee vanuit landbouwgronden de bodem in. Zo komen ze ook in meertjes terecht. Maar als het zo droog blijft als afgelopen zomer, gebeurt dat minder. "Dat is een ander effect, dat minder belicht werd. Zo'n zomer als die van 2018 geeft ons als onderzoekers wat dat betreft een fascinerend inkijkje."

Verstoord evenwicht in de bodem

Microbieel ecologen Annelein Meisner en Wietse de Boer kunnen dat beamen. Voor het wetenschappelijk tijdschrift Frontiers in Microbiology schreven ze een 'perspectief' met hun kijk op de mogelijke gevolgen van zulk extreem weer voor de landbouw. Schrikbeeld: ook de opbrengst van gewassen gaat achteruit. Niet alleen door het extreme weer zelf, maar ook door de indirecte gevolgen ervan. Eén daarvan is dat de balans tussen ziekteverwekkende micro-organismen en hun onderdrukkers verstoord kan raken. In de bodem woedt tussen microben namelijk "een soort chemische oorlog", zegt Meisner.

"Dat doen ze om te kunnen concurreren voor voedsel, zoals bijvoorbeeld plantenresten. Maar de chemische onderdrukkende stoffen remmen ook de groei van ziekteverwekkende micro-organismen, en dragen zo bij aan hun natuurlijke controle." Tijdens extreme droogte of vernatting gaan er veel soorten micro-organismen dood, en verandert de samenstelling van de microben. Ook de interacties tussen de microben kunnen daardoor veranderen. De 'bodemweerbaarheid' kan zo verstoord raken.

Betere overlevingskansen

BIj erg nat weer overleven bijvoorbeeld vooral microben die goed kunnen omgaan met zuurstofloze omstandigheden. "In eerder onderzoek van De Boer is aangetoond dat deze groep microben ziekteverwekkers weinig onderdrukt", zegt Meisner. Veel ziekteverwekkers hebben daarentegen weinig moeite met extreem weer. "Ziekteverwekkende schimmels zijn vaak goed in staat om droogte te doorstaan, omdat ze overlevingsstucturen vormen zoals sporen."

Als verder onderzoek bevestigt dat extreem weer de balans tussen ziekteverwekkers en hun onderdrukkers verstoort - en er dus meer planten ziek worden - "moet ook onderzocht worden hoe hierop kan worden geanticipeerd", zegt Meisner. "De overlevingskansen en het herstel van de ziekte-onderdrukkende microben zouden versterkt moeten worden. Denk daarbij aan toevoeging van stoffen die bescherming geven tegen de extreme weersomstandigheden, of aan het toevoegen van gunstige microben tijdens de herstelperiode na extreem weer."

Breder denken

Duidelijk is in elk geval dat de totale impact van extreem weer op het functioneren van ecoystemen verder onderzocht moet worden. En ook Dedmer van de Waal merkt dat de records van 2018 hem uitdagen om nieuwe richtingen in te slaan. "Ik ben breder gaan denken, en daardoor heb ik ook het type metingen dat we doen iets aangepast. We nemen nu meer parameters mee."

Factoren zoals de gelaagdheid van het water en de hoeveelheid water spelen een grotere rol. "Meestal kijken we: wat zit er in het water aan voedingsstoffen, dus de chemische kant. En ook de biologische kant: wat zitten er voor beestjes in het water? Maar nu ook steeds meer de fysische kant: dus wat gebeurt er met de wind, met de regenval? Dat kan ook heel erg de dynamiek van een blauwalgenbloei beïnvloeden."

Tekst: NIOO-KNAW
Foto's: Derks24/Pixabay (leadfoto: Maasduinen); NIOO-KNAW